随着数字媒体的迅速发展，线上学习和教学通过数字化的方式展示了多样的教育模式。此背景下，虚拟教师形象应运而生。那么，当你的老师是一个虚拟动物机器人时，课堂体验会否有所不同？本研究团队对此进行了探讨，分析了在虚拟机器人动物作为虚拟教师情况下，学生面部情绪表达的变化。我们使用面部表情分析系统（FaceReader）进行客观分析，旨在更深入地理解虚拟动物外观与情绪表达之间的关系，并为未来人工智能与教育机器人领域的用户情绪识别提供重要参考。

近年来，虚拟机器人动物作为虚拟教师的应用前景备受瞩目。早期研究研究揭示了虚拟教师外观对学生知识回忆效果的影响，结果显示，虚拟动物和人类外观的效果显著优于虚拟机器人动物。然而，关于虚拟机器人动物外观设计对学生面部情绪表达的研究相对缺乏。情绪是人类沟通中不可或缺的一部分，而面部表情则是情绪的主要载体，能够直观地反映个体的内心状态。在教育环境中，教师准确识别学生的情绪状态对于调整教学策略、提升学习动机和参与度至关重要，但传统上基于主观判断的观察方式存在一定的局限性。借助于技术的进步，面部情绪识别技术使得客观分析学生情绪成为可能，为教育领域的情绪研究提供了新视角。

本研究旨在深入分析在不同虚拟教师外观条件下，学生面部情绪表达的变化，为虚拟教育技术的发展提供科学依据。具体来说，我们希望回答以下两个核心问题：虚拟机器人动物的外观设计是否会影响学生的面部情绪表达？此次研究在哥伦比亚波哥大的两所公立中学进行，共招募131名年龄在11至17岁之间的学生参与。实验设计为三种虚拟教师外观（虚拟机器人熊猫、虚拟熊猫、虚拟人类）与两个教学主题（荷兰文化、机器人领域）的组合。每位参与者首先完成知识前测，然后随机观看六种教学视频中的一部，视频时长为540秒，并同步记录他们的面部表情。在视频结束后，参与者完成关于知识回忆和虚拟教师感知的在线问卷。我们使用诺达思的面部表情分析系统（FaceReader）对学生面部表情进行编码和分析。

研究结果显示，虚拟教师的外观设计对学生面部情绪表达有显著影响，而教学主题对情绪表达没有明显影响。具体而言，相较于虚拟熊猫或虚拟机器人熊猫的外观，当教师外观为人类时，学生表现出更高的悲伤情绪；此外，虚拟教师的外观也影响了学生的唤醒度，人类外观引发了更高的唤醒度。结果表明，在六种不同条件下，学生面部情绪表达展现出一定的规律性，其中悲伤、惊讶和快乐是频率最高的三种情绪。特别是在外观为虚拟机器人熊猫时，学生表现出了较低的悲伤情绪和较高的惊讶情绪。同时，所有条件下的效价均为负值，表明学生对实验视频的整体感受为负面，唤醒度较低，提示学生在观看时表现得相对平静。这可能与人类对不同外观的认知和情感反应有关，人类教师形象更接近学生的日常经验，从而更容易引发共鸣和情感反应。

本研究通过FaceReader分析了不同虚拟教师外观条件下学生面部情绪表达的变化。研究成果表明，虚拟教师外观设计对学生情绪表达有显著影响，尤其在悲伤和唤醒度方面。此外，不同条件下的学生情绪表达呈现出一定规律，这为未来教育机器人的设计提供了重要参考。同时，研究也表明FaceReader的面部情绪识别技术在教育领域具备广泛的应用前景。通过客观分析学生情绪，教师可以及时调整教学策略，从而提升学生的学习动机与参与度，同时评估教育机器人设计效果，为未来教育技术的发展提供科学依据。我们期待着尊龙凯时在此领域的更多创新贡献。